JPH09246374A - Multilayer interconnection structure and manufacture thereof - Google Patents

Multilayer interconnection structure and manufacture thereof

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JPH09246374A
JPH09246374A JP4697296A JP4697296A JPH09246374A JP H09246374 A JPH09246374 A JP H09246374A JP 4697296 A JP4697296 A JP 4697296A JP 4697296 A JP4697296 A JP 4697296A JP H09246374 A JPH09246374 A JP H09246374A
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JP
Japan
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film
insulating film
wiring
teos
layer
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Withdrawn
Application number
JP4697296A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Saito
政良 斉藤
Masanari Hirasawa
賢斉 平沢
Kiyotaka Katou
聖隆 加藤
Masayuki Kojima
雅之 児島
Nobuyoshi Kobayashi
伸好 小林
Katsuhiko Hotta
勝彦 堀田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a multilayer interlayer insulating film where a wiring is restrained from being exposed at a raised part in an SOG etch-back process keeping a gap between micro wirings wide enough for letting SOG flow into it. SOLUTION: An insulating film 303 is formed only on the upside of a lower wiring 302 before three-layer interlayer insulating film layers which comprise an organic application glass SOG layer 305 are formed. An SOG etch-back process is carried out to remove SOG so as not to make the SOG film exposed at a joint between the lower wiring 302 and an upper wiring 307. At this point, an etch-back margin is ensured by the insulating film 303 so as to prevent the lower wiring 302 from being exposed at a raised part. As mentioned above, an interlayer insulating film for a micro wiring of pitch 0.35μm or below can be flattened by taking advantage of an SOG etch-back method, so that an ULSI of high reliability can be manufactured at a low cost.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は多層配線構造体及び
その製造方法に係り、特に半導体装置の多層配線に好適
な多層配線構造体及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multilayer wiring structure and a manufacturing method thereof, and more particularly to a multilayer wiring structure suitable for a multilayer wiring of a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在主流の0.5μm加工プロセスを用
いたダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)
では、多層配線用の層間絶縁膜として、P−TEOS/
SOG(Spin on glass;塗布ガラス)/P−TEOS
の3層々間絶縁膜が用いられている。ここで、P−TE
OSはテトラエチルオルソシリケート(TEOS)をソ
ースとしてプラズマCVD法で形成したシリコン酸化膜
である。この3層々間絶縁膜は、金属配線を加工して形
成した後、第1層目のP−TEOSを堆積し、続いて第
2層目の有機SOG膜を形成し、この有機SOG膜の一
部をエッチバックしてから、第3層目のP−TEOSを
堆積して形成されている。
2. Description of the Related Art A dynamic random access memory (DRAM) using a 0.5 μm processing process, which is currently the mainstream.
Then, as an interlayer insulating film for multilayer wiring, P-TEOS /
SOG (Spin on glass) / P-TEOS
The insulating film between the three layers is used. Here, P-TE
OS is a silicon oxide film formed by plasma CVD using tetraethyl orthosilicate (TEOS) as a source. This three-layer insulating film is formed by processing metal wiring, then depositing the first layer of P-TEOS, and then forming the second layer of organic SOG film. It is formed by etching back the portion and then depositing a third layer of P-TEOS.

【0003】ここでのP−TEOSの形成には、平行平
板型の単周波プラズマCVD装置が用いられている。こ
のP−TEOSの段差部での被覆状態はオーバーハング
状となるので、微細な配線間スペースに対しては、オー
バーハングの部分が接触しない条件で形成されている。
従って、この条件の制約から、配線上に形成できるP−
TEOSの最大膜厚が決まっている。
A parallel plate type single frequency plasma CVD apparatus is used for forming P-TEOS. Since the covering state of the step portion of the P-TEOS becomes an overhang shape, it is formed under the condition that the overhang portion does not contact with a fine inter-wiring space.
Therefore, due to the constraint of this condition, P- that can be formed on the wiring is
The maximum film thickness of TEOS is fixed.

【0004】また、有機SOG膜の膜厚は埋め込み平坦
化特性とエッチバックの精度より設計される。通常は、
平坦部で250nm程度の膜厚が適用されている。この
有機SOG膜はレジスト除去工程で膜質が劣化し、脱ガ
スや膜質安定性などの問題から層間絶縁膜として使用す
るには信頼性が十分ではないので、層間接続部(例え
ば、ブランケット金属が埋め込まれるビアホール部)に
は露出しないようにエッチバックして取り除かれる。こ
のような3層々間絶縁膜を用いた多層配線技術に関して
は、例えば、1986年V−MIC学会の論文集の第4
74頁〜第483頁(June 9-10, 1986 V-MIC Conf., p
p.474-483)に記載されている。
Further, the film thickness of the organic SOG film is designed based on the filling and flattening characteristics and the accuracy of the etch back. Normally,
A film thickness of about 250 nm is applied in the flat portion. The quality of this organic SOG film deteriorates in the resist removal process, and it is not reliable enough to be used as an interlayer insulating film due to problems such as degassing and film quality stability. The via holes are removed by etching back so that it is not exposed. A multilayer wiring technique using such an insulating film between three layers is described in, for example, the fourth edition of a collection of papers of the 1986 V-MIC Society.
74-483 (June 9-10, 1986 V-MIC Conf., P
p.474-483).

【0005】ところで、スタック型キャパシタを持つD
RAM等のメモリ集積回路では、メモリ部と周辺の駆動
用回路部とで標高差が存在する。有機SOG膜は、標高
の低い部分およびパターン幅の広い配線上で厚くなる。
一般に、周辺回路部のパターン幅の広い配線上で最も厚
く、この厚みを取り除くようエッチバック量が決められ
る。
By the way, D having a stack type capacitor
In a memory integrated circuit such as a RAM, there is a difference in elevation between the memory section and the peripheral driving circuit section. The organic SOG film becomes thicker on a portion having a lower altitude and on a wiring having a wider pattern width.
Generally, the thickness of the peripheral circuit portion is widest on the wiring having a wide pattern width, and the etch back amount is determined so as to remove this thickness.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
多層配線技術によれば、標高の高いメモリ部の微細配線
上で有機SOG膜厚は極めて薄く、平坦部膜厚に対して
約10%程度の膜厚となっているため、エッチバック工
程の初期の段階で薄い有機SOG膜が取り除かれてしま
い、その後はP−TEOSがエッチングされ続ける。こ
のP−TEOSが薄い場合には配線層が露出してプラズ
マにさらされる結果、配線のエッチングによる細りやチ
ャージアップに起因した特性劣化が生じるという問題点
がある。従って、このエッチバック工程では、標高の高
い配線層を露出させないように配線上のP−TEOSを
残し、標高の低い配線上P−TEOSの有機SOG膜を
取り除かなければならない。このためには、P−TEO
Sを配線間スペース部では薄く、配線上では厚く形成し
たい。特に、微細配線の配線間スペースにボイド(埋め
込み不良の空間)が形成されないように有機SOGの流
入領域を確保しつつ、配線上には厚いP−TEOSを形
成しなければならない。
However, according to the above-mentioned multilayer wiring technique, the organic SOG film thickness is extremely thin on the fine wiring of the memory portion having a high altitude, and the film thickness is about 10% of the flat portion film thickness. Since the thickness is thick, the thin organic SOG film is removed in the initial stage of the etch-back process, and then P-TEOS is continuously etched. When the P-TEOS is thin, the wiring layer is exposed and exposed to plasma, and as a result, there is a problem in that the wiring is thinned by etching and characteristic deterioration due to charge-up occurs. Therefore, in this etch-back process, it is necessary to leave the P-TEOS on the wiring so as not to expose the wiring layer having a high altitude and to remove the organic SOG film of the P-TEOS on the wiring having a low altitude. For this purpose, P-TEO
It is desired to form S thinly in the inter-wiring space portion and thickly on the wiring. In particular, it is necessary to form a thick P-TEOS on the wiring while securing the inflow region of the organic SOG so that voids (spaces with defective embedding) are not formed in the space between the fine wirings.

【0007】しかし、従来型のプラズマCVD法では段
差部において必然的にオーバーハング部の張出しが存在
し、平坦部膜厚に対するこのオーバーハング部の張出し
量の割合は従来の平行平板型単周波プラズマCVDで
0.6程度、2周波励起プラズマCVDで0.53程度
である。従って、実用的には0.35μm程度の配線間
スペースに対応する厚さのP−TEOSを形成するのが
限界であった。
However, in the conventional plasma CVD method, the overhang portion inevitably exists in the step portion, and the ratio of the overhang portion to the flat portion film thickness is the conventional parallel plate single frequency plasma. It is about 0.6 by CVD and about 0.53 by two-frequency excitation plasma CVD. Therefore, practically, the limit was to form P-TEOS having a thickness corresponding to a space between wirings of about 0.35 μm.

【0008】また、微細配線間スペースへのシリコン酸
化膜埋め込みに関し、例えば、1995年VMIC学会
の論文集の第69頁〜第75頁(June 27-29, 1995 VMI
C Conference, pp.69-75)に記載されるように、バイア
ス印加高密度プラズマCVDを適用する方法も有るが、
シリコン酸化膜形成の安定性やコスト上昇、更に化学的
機械研磨法(CMP)などの平坦化工程が必須であるこ
とから、メモリ製品の量産工程には受け入れられていな
い。
Further, regarding the embedding of a silicon oxide film in a space between fine wirings, for example, p. 69 to p. 75 (June 27-29, 1995 VMI of the 1995 VMIC Society papers).
As described in C Conference, pp.69-75), there is a method of applying a bias high-density plasma CVD,
Since the stability of silicon oxide film formation, the cost increase, and the planarization process such as chemical mechanical polishing (CMP) are essential, they are not accepted in the mass production process of memory products.

【0009】そこで、本発明の目的は、0.35μm以
下の微細配線間スペースへの絶縁膜埋め込みができると
共に、低コストで量産工程に適用可能な有機SOG膜の
エッチバックにより形成した平坦化絶縁膜を層間絶縁膜
に用いた多層配線構造体及びその製造方法を提供するこ
とにある。
Therefore, an object of the present invention is to make it possible to embed an insulating film in a space between fine wiring lines of 0.35 μm or less and to flatten the insulating film formed by etching back an organic SOG film applicable to a mass production process at low cost. It is an object of the present invention to provide a multilayer wiring structure using a film as an interlayer insulating film and a method for manufacturing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る多層配線構造体は、下部配線の上面に
接触して配置された第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜及び
下部配線を覆うように配置された第2の絶縁膜と、第2
の絶縁膜表面の標高の低い部分に少なくとも配置された
塗布ガラス膜と、標高の低い部分に配置された塗布ガラ
ス膜上および標高の高い部分の露出した塗布ガラスと膜
絶縁膜上を覆うように配置された第3の絶縁膜と、から
なる多層構造の絶縁膜を下部配線と上部配線間の層間絶
縁膜として備えたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a multilayer wiring structure according to the present invention has a first insulating film disposed in contact with the upper surface of a lower wiring, and a first insulating film. And a second insulating film arranged to cover the lower wiring,
To cover at least the coated glass film located at the low altitude part of the insulating film surface, the coated glass film located at the low altitude part and the exposed coated glass film and the film insulating film at the high altitude part. It is characterized in that a multi-layered insulating film composed of the arranged third insulating film is provided as an interlayer insulating film between the lower wiring and the upper wiring.

【0011】また、本発明に係る多層配線構造体の製造
方法は、下部配線層を堆積する工程と、下部配線層上に
第1の絶縁膜を堆積する工程と、第1の絶縁膜上にホト
レジストパターンを形成する工程と、上面に第1の絶縁
膜が堆積した下部配線を形成する工程と、第2の絶縁膜
を堆積する工程と、塗布ガラス膜を形成する工程と、塗
布ガラス膜の一部を除去する工程と、第3の絶縁膜を堆
積する工程と、上部配線層を堆積する工程とを含むこと
を特徴とするものである。
Further, the method for manufacturing a multilayer wiring structure according to the present invention comprises: a step of depositing a lower wiring layer; a step of depositing a first insulating film on the lower wiring layer; and a step of depositing a first insulating film on the first insulating film. A step of forming a photoresist pattern, a step of forming a lower wiring having a first insulating film deposited on its upper surface, a step of depositing a second insulating film, a step of forming a coated glass film, and a step of forming a coated glass film. The method is characterized by including a step of removing a part, a step of depositing a third insulating film, and a step of depositing an upper wiring layer.

【0012】この場合、前記下部配線を形成する工程
は、前記ホトレジストパターンをマスクにして第1の絶
縁膜と下部配線層とをエッチングする工程であっても良
いし、或いは前記ホトレジストパターンをマスクにして
第1の絶縁膜をエッチングした後、ホトレジストを除去
し、第1の絶縁膜をマスクに下部配線層をエッチングす
る工程であっても良い。
In this case, the step of forming the lower wiring may be a step of etching the first insulating film and the lower wiring layer by using the photoresist pattern as a mask, or by using the photoresist pattern as a mask. After the first insulating film is etched by the above method, the photoresist may be removed, and the lower wiring layer may be etched using the first insulating film as a mask.

【0013】また、前述した多層配線構造体において、
第1〜第3の絶縁膜が、プラズマ化学気相堆積法で形成
されたシリコン酸化膜であれば好適である。更に、前記
塗布ガラス膜を有機SOG膜とすれば好適である。また
更に、前記第1〜第3の絶縁膜をフッ素を含有する低誘
電率のシリコン酸化膜とすれば好適である。
Further, in the above-mentioned multilayer wiring structure,
It is preferable that the first to third insulating films are silicon oxide films formed by the plasma chemical vapor deposition method. Further, it is preferable that the coated glass film is an organic SOG film. Furthermore, it is preferable that the first to third insulating films are fluorine-containing low dielectric constant silicon oxide films.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明に係る多層配線構造体の好
適な実施の形態は、例えば、図4の(c)に示すよう
に、第1の絶縁膜すなわちP−TEOS膜303が下部
配線(金属配線302)の上面だけに接触しており、第
2の絶縁膜(P−TEOS膜304)が第1の絶縁膜及
び露出した下部配線層の側面を覆うように設けられてい
ると共に、標高の低い幅広配線部上にSOG膜305が
少なくとも存在し、そして標高の高い微細配線の上面部
分に少なくとも第1の絶縁膜(P−TEOS膜303、
場所によっては第2の絶縁膜PTEOS304上も含
む、)が存在し、これらの露出したSOG膜および絶縁
膜上面に第3の絶縁膜(P−TEOS膜306)を設け
た多層構造の絶縁膜を下部配線(金属配線302)と上
部配線(金属配線307)間の層間絶縁膜として備えた
構成の多層配線構造体である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A preferred embodiment of a multilayer wiring structure according to the present invention is, for example, as shown in FIG. 4C, a first insulating film, that is, a P-TEOS film 303 is a lower wiring. The second insulating film (P-TEOS film 304) is provided so as to contact only the upper surface of the (metal wiring 302), and covers the side surfaces of the first insulating film and the exposed lower wiring layer, and At least the SOG film 305 exists on the wide wiring portion having a low altitude, and at least the first insulating film (P-TEOS film 303, on the upper surface portion of the fine wiring having a high altitude).
Depending on the location, the second insulating film PTEOS 304 is also included), and an exposed SOG film and an insulating film having a multilayer structure in which a third insulating film (P-TEOS film 306) is provided on the upper surface of the insulating film. The multilayer wiring structure has a structure provided as an interlayer insulating film between a lower wiring (metal wiring 302) and an upper wiring (metal wiring 307).

【0015】また、上記多層配線構造体の製造方法は、
例えば、図1のプロセスフロー図および図4の(a)〜
(c)に示した要部断面構造図のように、金属配線層を
堆積(ステップS10)した後、その上に第1の絶縁膜
となるP−TEOS膜303を堆積(ステップS11)
し、周知のホトリソグラフィ技術を用いてP−TEOS
膜303上にホトレジストパターンを形成(ステップS
12)する。次に、このホトレジストパターンをマスク
にP−TEOS膜303(ステップS13)を加工し、
更に同じホトレジストパターンをマスクに金属配線層を
加工して下部配線となる金属配線302を形成した(ス
テップS14)後、ホトレジストパターンを除去(ステ
ップS15)する。第2の絶縁膜となるP−TEOS膜
304を堆積(ステップS16)した後、表面に有機S
OG膜305を塗布する(ステップS17;図4
(a))。この時、有機SOG膜の厚さは標高の低い部
分およびパターン幅の広い配線上で厚くなる。続いて、
有機SOG膜305をエッチバック(ステップS18;
図4(b))して平坦化する。この際、標高の高い部分
の金属配線302上のP−TEOS膜303は露出する
けれども、その下の金属配線302が露出せず、かつ、
標高の低い部分の金属配線302のP−TEOS膜30
4上の有機SOG膜305は除去されるようにエッチバ
ックする。なお、ステップS11におけるP−TEOS
膜303の厚さは、エッチバックによって金属配線30
2が露出しないような厚さに予め堆積しておくことは勿
論である。標高の高い部分と低い部分の場所によって
は、第2の絶縁膜(P−TEOS膜304)が露出して
いてもかまわない。次に、第3の絶縁膜となるP−TE
OS膜306を堆積(ステップS19)し、最後に上部
配線層となる金属層307を堆積(ステップS20;図
4(c))すれば良い。また、LSIなどで問題となる
配線遅延を減らすために、配線層間の寄生容量を低減し
たい場合には、第1〜第3の絶縁膜をプラズマCVD法
で堆積する際にフッ素系のガスを混合してフッ素を含有
する低誘電率のシリコン酸化膜を形成すれば良い。
The method of manufacturing the above-mentioned multilayer wiring structure is
For example, the process flow diagram of FIG. 1 and (a) to FIG.
After depositing a metal wiring layer (step S10), a P-TEOS film 303 serving as a first insulating film is deposited thereon (step S11) as shown in the cross-sectional structure diagram of the main part shown in FIG.
P-TEOS using well-known photolithography technology.
A photoresist pattern is formed on the film 303 (step S
12). Next, the P-TEOS film 303 (step S13) is processed by using this photoresist pattern as a mask,
Further, the metal wiring layer is processed by using the same photoresist pattern as a mask to form the metal wiring 302 serving as a lower wiring (step S14), and then the photoresist pattern is removed (step S15). After depositing the P-TEOS film 304 to be the second insulating film (step S16), organic S is formed on the surface.
The OG film 305 is applied (step S17; FIG. 4).
(A)). At this time, the thickness of the organic SOG film becomes thicker on a portion having a lower altitude and on a wiring having a wider pattern width. continue,
Etch back the organic SOG film 305 (step S18;
As shown in FIG. 4B, the surface is flattened. At this time, although the P-TEOS film 303 on the metal wiring 302 at a high altitude is exposed, the metal wiring 302 below it is not exposed, and
The P-TEOS film 30 of the metal wiring 302 in the low altitude portion
The organic SOG film 305 on 4 is etched back so as to be removed. The P-TEOS in step S11
The thickness of the film 303 is set by etching back the metal wiring 30.
Needless to say, it is deposited in advance to a thickness such that 2 is not exposed. The second insulating film (P-TEOS film 304) may be exposed depending on the locations of the high altitude portion and the low altitude portion. Next, P-TE to be the third insulating film
The OS film 306 may be deposited (step S19), and finally the metal layer 307 to be the upper wiring layer may be deposited (step S20; FIG. 4C). Further, in order to reduce the parasitic capacitance between the wiring layers in order to reduce the wiring delay which is a problem in the LSI and the like, a fluorine-based gas is mixed when depositing the first to third insulating films by the plasma CVD method. Then, a low dielectric constant silicon oxide film containing fluorine may be formed.

【0016】このように予め第1の絶縁膜を堆積した下
部配線を形成した後、第2の絶縁膜と塗布ガラス膜と第
3の絶縁膜とからなる3層々間絶縁膜を形成することに
より、本発明に係る多層配線構造体を得ることができ
る。
After forming the lower wiring in which the first insulating film is previously deposited in this way, a three-layer insulating film composed of the second insulating film, the coated glass film and the third insulating film is formed. Thus, the multilayer wiring structure according to the present invention can be obtained.

【0017】[0017]

【実施例】次に、本発明に係る多層配線構造体及びその
製造方法の更に具体的な実施例につき、添付図面を参照
しながら以下詳細に説明する。
Next, more specific embodiments of the multilayer wiring structure and the method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0018】<実施例1>図1は本発明に係る多層配線
構造体の製造方法の一実施例を示すための平坦化プロセ
スフローの工程線図であり、図2及び図3は図1に示し
た工程の内の主要工程の要部断面構造を順に示した図で
ある。本実施例では、埋め込み平坦化が厳しい1000
nm前後の配線幅とスペースを有するツイン配線部分を
例に説明する。
<Embodiment 1> FIG. 1 is a process diagram of a flattening process flow for showing an embodiment of a method for manufacturing a multilayer wiring structure according to the present invention. FIGS. It is the figure which showed the principal part cross-section structure of the main processes of the processes shown in order. In this embodiment, the embedding flattening is severe 1000
A twin wiring portion having a wiring width and a space of about nm will be described as an example.

【0019】まず、図1に示した工程のステップS10
において、絶縁膜を堆積した基板201を用い、この基
板201上に下部配線層となる金属配線層202を形成
した。なお、この金属配線層202は図面上では簡略化
して示してあるが、W(100nm)/Al−Si(3
00nm)/TiN(100nm)からなる3層積層構
造の金属配線層である。
First, step S10 of the process shown in FIG.
In, the substrate 201 on which the insulating film was deposited was used, and the metal wiring layer 202 serving as the lower wiring layer was formed on the substrate 201. Although the metal wiring layer 202 is shown in a simplified manner in the drawing, W (100 nm) / Al-Si (3
(00 nm) / TiN (100 nm) is a metal wiring layer having a three-layer laminated structure.

【0020】次に、ステップS11において、金属配線
層202上に絶縁膜203を形成した。この絶縁膜20
3は、平行平板型単周波CVD装置により形成した厚さ
200nmのプラズマシリコン酸化膜(P−TEOS)
である。
Next, in step S11, an insulating film 203 was formed on the metal wiring layer 202. This insulating film 20
Reference numeral 3 is a plasma silicon oxide film (P-TEOS) having a thickness of 200 nm formed by a parallel plate type single frequency CVD apparatus.
It is.

【0021】続いて、ステップS12において、絶縁膜
203上にホトレジストパターン204を形成した(図
2(a))。ステップS13において、このホトレジス
トパターン204をマスクとして絶縁膜203をドライ
エッチング加工し、更にステップS14において金属配
線層202をドライエッチング加工して金属配線202
を形成した後、ステップS15においてホトレジストパ
ターン204を除去した(図2(b))。
Then, in step S12, a photoresist pattern 204 was formed on the insulating film 203 (FIG. 2A). In step S13, the insulating film 203 is dry-etched using the photoresist pattern 204 as a mask, and in step S14, the metal wiring layer 202 is dry-etched to form the metal wiring 202.
After forming, the photoresist pattern 204 was removed in step S15 (FIG. 2B).

【0022】次に、ステップS16において、絶縁膜
(P−TEOS)205を2周波励起平行平板型CVD
装置を用いて形成した。この時、次の工程での有機SO
Gの流入領域を確保するため、P−TEOS膜のオーバ
ーハングを考慮して平坦部のP−TEOS膜厚を300
nmとした(図2(c))。ここで、2周波励起平行平
板型CVD装置を用いた理由は、このCVD装置は高指
向性を有するので、1000nm前後の配線幅及びスペ
ースという微細なパターン幅及び間隙に対してオーバー
ハングの少ないP−TEOS膜を形成し易いからであ
る。
Next, in step S16, the insulating film (P-TEOS) 205 is formed on the dual frequency excitation parallel plate type CVD.
It was formed using the apparatus. At this time, organic SO in the next step
In order to secure the G inflow region, the P-TEOS film thickness of the flat portion is set to 300 in consideration of the overhang of the P-TEOS film.
nm (FIG. 2 (c)). Here, the reason why the dual frequency excitation parallel plate type CVD device is used is that since this CVD device has high directivity, it has a small overhang with respect to a fine pattern width and a gap of a wiring width and a space of around 1000 nm. This is because it is easy to form a TEOS film.

【0023】続いて、ステップS17において、平坦部
膜厚で250nmと成るように有機SOG膜206を形
成した。ここで有機SOGは、回転塗布後、ホットプレ
ートを用いて、80℃、150℃、250℃の順にそれ
ぞれ3分のベークを行った後、450℃で窒素中30分
のキュア(熱処理による膜改質)を行った。得られた断
面の形状を図3(a)に示した。
Subsequently, in step S17, the organic SOG film 206 is formed so that the flat portion has a thickness of 250 nm. Here, the organic SOG was spin-coated and then baked on a hot plate at 80 ° C., 150 ° C. and 250 ° C. for 3 minutes each in order, and then cured at 450 ° C. for 30 minutes in nitrogen (film modification by heat treatment). Quality). The shape of the obtained cross section is shown in FIG.

【0024】ステップS18において、エッチバックを
行って標高の低い部分の幅広配線上の有機SOGを除去
した(図3(b))。この時、標高の高い配線部の有機
SOGは膜厚が薄いので除去されている。次に、この状
態の試料に対し、ステップS19において、更にP−T
EOS膜207を形成し、配線接続部に有機SOG20
6が露出しない構造の平坦化層間絶縁膜を形成した。最
後に、ステップS20において、平坦化層間絶縁膜上に
上部配線層となる金属配線層208を堆積した(図3
(c))。この後、図示しないが、金属配線層208を
ホトエッチング技術により加工して配線パターンを形成
し、表面にパシベーション膜を形成しても良いし、必要
に応じてステップS11以降を繰り返して更に多層の配
線を形成しても良い。
In step S18, etchback was performed to remove the organic SOG on the wide wiring in the low altitude portion (FIG. 3B). At this time, the organic SOG in the wiring portion having a high altitude is removed because it has a small film thickness. Next, with respect to the sample in this state, in step S19, PT
The EOS film 207 is formed, and the organic SOG 20 is formed on the wiring connection portion.
A flattening interlayer insulating film having a structure in which 6 was not exposed was formed. Finally, in step S20, a metal wiring layer 208 serving as an upper wiring layer is deposited on the planarized interlayer insulating film (FIG. 3).
(C)). After that, although not shown, the metal wiring layer 208 may be processed by a photoetching technique to form a wiring pattern, and a passivation film may be formed on the surface. If necessary, step S11 and subsequent steps may be repeated to form a multilayer. Wiring may be formed.

【0025】本実施例では、金属配線上の絶縁層203
にP−TEOS膜を適用した例を示したが、図1に示し
たステップS13の絶縁層加工工程においてドライエッ
チ条件を調整すれば、P−TEOS以外の絶縁膜、例え
ばモノシランあるいはアルコキシシランを用いて形成し
たプラズマシリコン酸化膜(P−SiO)等にも適用可
能である。
In this embodiment, the insulating layer 203 on the metal wiring is used.
Although an example in which a P-TEOS film is applied is shown in FIG. 1, if dry etching conditions are adjusted in the insulating layer processing step of step S13 shown in FIG. 1, an insulating film other than P-TEOS, such as monosilane or alkoxysilane, is used. It is also applicable to a plasma silicon oxide film (P-SiO) formed by the above method.

【0026】また、図1の平坦化プロセスフローにおい
て、ステップS14の金属配線層形成工程とステップS
15のホトレジストパターン除去工程を入れ替えて、ホ
トレジストパターンを除去した後の加工した絶縁膜をマ
スクに金属配線層202を加工し、上面にだけ絶縁層2
03を有する金属配線層202を形成しても良い。
In the flattening process flow of FIG. 1, the metal wiring layer forming step of step S14 and the step S
Replacing the photoresist pattern removing step of 15, the metal wiring layer 202 is processed by using the processed insulating film after removing the photoresist pattern as a mask, and the insulating layer 2 is formed only on the upper surface.
You may form the metal wiring layer 202 which has 03.

【0027】<実施例2>図4は、本発明に係る多層配
線構造体をダイナミックランダムアクセスメモリ(DR
AM)の多層配線に適用した場合の実施例であり、図1
に示したプロセスフローに沿って、ステップS10の下
部配線となる金属層堆積工程からステップS20の上部
配線となる金属層(2)堆積工程までを行った状態の主
要工程における素子表面の要部断面構造である。紙面に
向かって左側がメモリマット部、右側が周辺回路部であ
り、この図4(a)〜(c)はそれらの境界付近を示し
ている。なお、ここでは表面に形成する多層配線構造の
部分に着目しているので、図面にはDRAM素子を構成
する拡散層等の半導体層中の素子形成部分は省略してあ
る。
<Embodiment 2> FIG. 4 illustrates a multilayer wiring structure according to the present invention as a dynamic random access memory (DR).
1) is an example in the case of being applied to a multi-layered wiring of FIG.
According to the process flow shown in, the cross section of the main part of the element surface in the main process in the state from the metal layer deposition process for the lower wiring in step S10 to the metal layer (2) deposition process for the upper wiring in step S20 It is a structure. The memory mat portion is on the left side of the drawing and the peripheral circuit portion is on the right side, and FIGS. 4A to 4C show the vicinity of the boundary between them. Since attention is paid to the portion of the multi-layer wiring structure formed on the surface here, the element forming portion in the semiconductor layer such as the diffusion layer constituting the DRAM element is omitted in the drawing.

【0028】図4(a)において参照符号301はボロ
ンリンガラス(BPSG)を示し、BPSG301はメ
モリマット部上の標高が周辺回路部よりも高くなってい
る。この図4(a)は、金属層堆積工程(ステップS1
0)から有機SOG塗布工程(ステップS17)までを
行った状態の断面構造を示している。すなわち、BPS
G301の上に金属配線層302および絶縁膜のP−T
EOS303を堆積した後、ホトレジストパターンを形
成し、ホトレジストパターンをマスクにP−TEOS3
03および金属配線層302をドライエッチング加工
し、ホトレジストパターンを除去した後、更に金属配線
層302とP−TEOS303を覆うようにP−TEO
S304を堆積し、全面に有機SOG膜305を塗布し
た状態を示している。図4(a)中に示したように、有
機SOG膜305はメモリマット部では薄く、周辺回路
部では厚い。ここで、金属配線層302は、例えば、W
(100nm)/Al−Si(300nm)/TiN
(100nm)からなる3層積層構造の金属配線層であ
る。
In FIG. 4A, reference numeral 301 indicates boron phosphorus glass (BPSG), and the BPSG 301 has a higher altitude on the memory mat portion than on the peripheral circuit portion. This FIG. 4A shows a metal layer deposition process (step S1).
0) to the organic SOG coating step (step S17) are shown. That is, BPS
On the G301, the metal wiring layer 302 and the insulating film PT
After depositing EOS303, a photoresist pattern is formed, and P-TEOS3 is used with the photoresist pattern as a mask.
03 and the metal wiring layer 302 are dry-etched to remove the photoresist pattern, and then P-TEO is further covered so as to cover the metal wiring layer 302 and P-TEOS 303.
The state where S304 is deposited and the organic SOG film 305 is applied to the entire surface is shown. As shown in FIG. 4A, the organic SOG film 305 is thin in the memory mat portion and thick in the peripheral circuit portion. Here, the metal wiring layer 302 is, for example, W
(100 nm) / Al-Si (300 nm) / TiN
(100 nm) is a metal wiring layer having a three-layer laminated structure.

【0029】次に、ステップS18において有機SOG
膜305をエッチバックした状態の素子の断面構造を図
4(b)に示す。有機SOG膜のエッチバック量は周辺
回路部の幅広配線上の厚い有機SOG膜305を完全に
除去する条件を採用し、エッチバック残りを避けるため
オーバーエッチ量を15%とした。この加工条件を用い
るとメモリマット部に0.36μmの配線幅及び、配線
間スペースを有する半導体装置の製造プロセスに適用で
きることが確認された。尚、有機SOG膜404に対し
て回転塗布後に前述した実施例と同様にベークを行い、
450℃の窒素雰囲気中で30分のキュアを行ってい
る。その後、図4(c)に示すように、ステップS19
及びステップ20を行い、絶縁膜のP−TEOS306
及び上部配線層307を形成した。ここで上部配線層3
07は、例えば、TiN/Al(0.5%Cu入り)/
TiNからなる金属配線層である。
Next, in step S18, organic SOG is performed.
FIG. 4B shows the cross-sectional structure of the device in the state where the film 305 is etched back. As the etch back amount of the organic SOG film, a condition for completely removing the thick organic SOG film 305 on the wide wiring of the peripheral circuit portion was adopted, and the over etch amount was set to 15% to avoid the etch back residue. It was confirmed that the use of this processing condition can be applied to a manufacturing process of a semiconductor device having a wiring width of 0.36 μm and a space between wirings in a memory mat portion. The organic SOG film 404 was spin-coated and then baked in the same manner as in the above-mentioned embodiment,
Curing is performed for 30 minutes in a nitrogen atmosphere at 450 ° C. After that, as shown in FIG.
And step 20 are performed, and P-TEOS306 of the insulating film is performed.
And the upper wiring layer 307 was formed. Here, the upper wiring layer 3
07 is, for example, TiN / Al (containing 0.5% Cu) /
It is a metal wiring layer made of TiN.

【0030】ここで、有機SOGを用いた平坦化プロセ
スのマージンについて検討した結果を述べる。図5
(a)は、従来の平坦化プロセスを適用したメモリデバ
イスの、メモリマット部と周辺回路部の境界近傍の断面
図である。金属配線層402上に3層々間絶縁膜の第1
層P−TEOS膜403を形成した後、中間第2層の有
機SOG404を形成する。この状態の試料に対し、金
属配線層402上にはP−TEOS膜のみが残るように
エッチバック処理を行って有機SOG膜404を除去す
ることが条件である。
Here, the results of examining the margin of the planarization process using organic SOG will be described. FIG.
FIG. 6A is a cross-sectional view of a memory device to which a conventional planarization process is applied, in the vicinity of a boundary between a memory mat portion and a peripheral circuit portion. A first inter-layer insulating film is formed on the metal wiring layer 402.
After forming the layer P-TEOS film 403, the organic SOG 404 of the intermediate second layer is formed. It is a condition that the sample in this state is subjected to an etch back treatment so that only the P-TEOS film remains on the metal wiring layer 402 to remove the organic SOG film 404.

【0031】この有機SOG膜厚は、下地の段差と配線
パターンの幅に依存して決まる。すなわち、有機SOG
膜は標高の高い配線部分よりも低い部分で厚く、また微
細配線上より幅広配線上で厚く塗布される。0.4μm
加工ルールを用いるDRAMでは、周辺回路部の幅広配
線上での有機SOG膜厚が最大となるので、これが除去
すべき有機SOG膜厚である。ここでは、パターンを形
成しない平坦部での有機SOG膜404の厚さを250
nmとした。
This organic SOG film thickness is determined depending on the level difference of the base and the width of the wiring pattern. That is, organic SOG
The film is applied thicker in a portion lower than a wiring portion with a high altitude and thicker on a wide wiring than on a fine wiring. 0.4 μm
In the DRAM using the processing rule, the organic SOG film thickness on the wide wiring of the peripheral circuit portion is the maximum, so this is the organic SOG film thickness to be removed. Here, the thickness of the organic SOG film 404 in the flat portion where the pattern is not formed is set to 250.
nm.

【0032】次に、金属配線402上のP−TEOS膜
403の膜厚は厚いほど好ましい。しかし、この最大膜
厚は、最小配線間スペースをボイドの無い状態で被覆で
きる限界値できまる。すなわちP−TEOS膜403の
最大膜厚は、配線及び配線スペースの寸法が与えられる
と、P−TEOSのステップカバレジ(段差被覆性)か
ら決まる。
Next, the thicker the P-TEOS film 403 on the metal wiring 402, the better. However, this maximum film thickness has a limit value that can cover the space between the minimum wirings without voids. That is, the maximum film thickness of the P-TEOS film 403 is determined by the step coverage (step coverage) of the P-TEOS given the dimensions of the wiring and the wiring space.

【0033】また、有機SOGのエッチバック工程で
は、図6に示す特性を考慮しなければならない。この図
は、エッチングガス組成比を変えた場合の有機SOG膜
及びP−TEOS膜のエッチング速度の特性を示してい
る。縦軸はエッチング速度、横軸はエッチングガスCF
4/CHF3の組成比(尚、組成比は流量比に比例する)
を表し、特性線AはP−TEOS膜が有る場合の有機S
OGのエッチング速度の特性、特性線BはP−TEOS
膜が無い場合の有機SOGだけのエッチング速度の特
性、および特性線CはP−TEOS膜だけのエッチング
速度の特性である。特性線B,CよりP−TEOS膜は
ガス組成比が大きくなると僅かに増大するが、有機SO
Gは大きく増大する。また、特性線AよりP−TEOS
が露出すると有機SOGのエッチング速度は増大するこ
とが分かる。この現象はローディング効果と呼ばれてお
り、エッチングガス中に酸素が供給されるためと考えら
れる。エッチバック工程で使用するエッチングガス組成
比r0は、P−TEOS膜が露出した場合の有機SOG
のエッチング速度とP−TEOS膜のエッチング速度と
が等しくなる条件より決める。
In the organic SOG etch-back process, the characteristics shown in FIG. 6 must be taken into consideration. This figure shows the characteristics of the etching rate of the organic SOG film and the P-TEOS film when the composition ratio of the etching gas is changed. The vertical axis represents the etching rate and the horizontal axis represents the etching gas CF.
4 / CHF 3 composition ratio (the composition ratio is proportional to the flow rate ratio)
And the characteristic line A is the organic S in the case where the P-TEOS film is present.
OG etching rate characteristics, characteristic line B is P-TEOS
The characteristic of the etching rate of only the organic SOG without the film and the characteristic line C are the characteristics of the etching rate of only the P-TEOS film. From the characteristic lines B and C, the P-TEOS film slightly increases as the gas composition ratio increases.
G greatly increases. Also, from the characteristic line A, P-TEOS
It can be seen that the exposure rate of organic SOG increases when exposed. This phenomenon is called a loading effect, and it is considered that oxygen is supplied to the etching gas. The etching gas composition ratio r 0 used in the etch back process is the organic SOG when the P-TEOS film is exposed.
Of the P-TEOS film are equal to the etching rate of the P-TEOS film.

【0034】ここで、図5に示した従来の平坦化プロセ
スにおけるエッチバック時のP−TEOS膜厚を(1)
式により計算する。対象箇所は、有機SOGの残り膜厚
が最小となるメモリマット部の最小寸法の配線部分であ
る。(1)式において、係数0.5は最小スペースの1
/2を示し、aは最小配線間スペース、bはP−TEO
S膜のステップカバレジ、cは標高の低い幅広配線上の
有機SOGの膜厚、dは微細配線上の有機SOG残存膜
厚、eはP−TEOSが無い場合の有機SOGのエッチ
ング速度、fはP−TEOSが露出している場合の有機
SOGのエッチング速度(P−TEOSも同じ)であ
る。ここで、微細配線の最小加工ルールが0.35μm
の場合、すなわちa=0.35μmの場合を検討する。
なお、b,c,d,e/fの各値については、実験デー
タに基づいてb=0.53(2周波励起CVDの値)、
c=0.22μm、d=0.04μm、e/f(選択
比)=0.55を採用する。これらの値を用いて、P−
TEOS残存膜厚t(μm)は以下のように求められ
る。
Here, the P-TEOS film thickness at the time of etch back in the conventional planarization process shown in FIG.
Calculate by formula. The target portion is a wiring portion having the smallest dimension of the memory mat portion where the remaining film thickness of the organic SOG is the smallest. In equation (1), the coefficient 0.5 is the minimum space of 1
/ 2, a is the minimum inter-wiring space, b is P-TEO
Step coverage of the S film, c is the film thickness of the organic SOG on the wide wiring having a low altitude, d is the remaining film thickness of the organic SOG on the fine wiring, e is the etching rate of the organic SOG without P-TEOS, and f is It is an etching rate of organic SOG when P-TEOS is exposed (P-TEOS is the same). Here, the minimum processing rule for fine wiring is 0.35 μm.
The case of, that is, the case of a = 0.35 μm is considered.
Regarding each value of b, c, d, e / f, b = 0.53 (value of dual frequency excitation CVD) based on experimental data,
c = 0.22 μm, d = 0.04 μm, and e / f (selection ratio) = 0.55 are adopted. Using these values, P-
The TEOS residual film thickness t (μm) is obtained as follows.

【0035】[0035]

【数1】 t=0.5×a/b−(c−d)/(e/f) …(1) =0.5×0.35/0.53−(0.22−0.04)/0.55 =0.003(μm) この値は極めて小さく、エッチバック量が僅かに大きい
方向に変動することも許されない状況となっている。従
って、従来の平坦化プロセスでは最小スペース(加工ル
ール)0.35μm程度が限界であることが分かる。
## EQU00001 ## t = 0.5.times.a / b- (cd) / (e / f) (1) = 0.5.times.0.35 / 0.53- (0.22-0.04) ) /0.55=0.003 (μm) This value is extremely small, and it is not allowed to change the etchback amount in the slightly larger direction. Therefore, it is understood that the minimum space (processing rule) of about 0.35 μm is the limit in the conventional planarization process.

【0036】これに対して、図1のプロセスフローを用
いる本発明に係る多層配線構造体の製造方法によれば、
従来の3層々間絶縁膜を形成する前に、予め下部配線の
上面だけに絶縁膜を配置している。この絶縁膜の厚みを
Gとすると(1)式は(2)式のように修正される。
On the other hand, according to the method of manufacturing a multilayer wiring structure of the present invention using the process flow of FIG.
Before forming the conventional three-layer insulating film, the insulating film is previously arranged only on the upper surface of the lower wiring. When the thickness of this insulating film is G, the equation (1) is corrected to the equation (2).

【0037】[0037]

【数2】 t=0.5×a/b−(c−d)/(e/f)+G …(2) ここで、予め下部配線層上に配置する絶縁膜をP−TE
OSとして、その膜厚Gを0.2μmとすると、(2)
式よりP−TEOS残存膜厚t(μm)は、t=0.2
03μmとなる。この結果から分かるように、予め下部
配線層上に配置する絶縁膜(P−TEOS)の膜厚(こ
こでは0.2μm)は、直接エッチバックマージンを拡
大する効果がある。
## EQU00002 ## t = 0.5.times.a / b- (cd) / (e / f) + G (2) Here, the insulating film previously arranged on the lower wiring layer is P-TE.
Assuming that the thickness G of the OS is 0.2 μm, (2)
From the formula, the residual film thickness t (μm) of P-TEOS is t = 0.2
It becomes 03 μm. As can be seen from this result, the film thickness (here, 0.2 μm) of the insulating film (P-TEOS) previously arranged on the lower wiring layer has an effect of directly expanding the etchback margin.

【0038】このような効果を有する本発明に係る多層
配線構造体の製造方法を最小加工寸法が0.25μmル
ールの多層配線に適用した場合、P−TEOS残存膜厚
tは(2)式においてa=0.25μmとし、その他は
上記数値をそのまま適用して、b=0.53、c=0.
22μm、d=0.04μm、e/f(選択比)=0.
55、G=0.20μmを用いると、t=0.109μ
mが得られる。この残存膜厚tの厚みは、このエッチバ
ック工程における10%のオーバーエッチ量相当(0.
04μm)に対して十分な加工マージンを与えている。
従って、本発明に係る多層配線構造体は、従来の平坦化
プロセスの限界である0.35μmを越えた、少なくと
も加工ルール0.25μmの多層配線までは対応できる
ことが分かる。
When the method of manufacturing a multilayer wiring structure according to the present invention having such an effect is applied to a multilayer wiring having a minimum processing dimension of 0.25 μm rule, the P-TEOS residual film thickness t is expressed by the equation (2). a = 0.25 μm, and the other values are applied as they are, b = 0.53, c = 0.
22 μm, d = 0.04 μm, e / f (selection ratio) = 0.
55 and G = 0.20 μm, t = 0.109 μ
m is obtained. The thickness of the remaining film thickness t corresponds to the amount of overetching of 10% in this etchback step (0.
04 μm) gives a sufficient processing margin.
Therefore, it can be seen that the multilayer wiring structure according to the present invention can cope with at least the multilayer wiring of the processing rule of 0.25 μm, which exceeds the limit of 0.35 μm which is the limit of the conventional planarization process.

【0039】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更
をなし得ることは勿論である。例えば、実施例では2層
配線しか示さなかったが、3層配線、4層配線と云った
多層配線に適用できることは明らかであり、DRAM等
の半導体集積回路の多層配線の他に、微細な多層配線構
造を必要とするSRAM、強誘電体メモリ、マイコン、
ロジックデバイス等にも適用可能であることは云うまで
もない。
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention. It is. For example, although only the two-layer wiring is shown in the embodiment, it is clear that the present invention can be applied to the multi-layer wiring such as the three-layer wiring and the four-layer wiring. SRAM, ferroelectric memory, microcomputer, which requires wiring structure
It goes without saying that it is also applicable to logic devices and the like.

【0040】[0040]

【発明の効果】前述した実施例から明らかなように本発
明に係る多層配線構造体によれば、側面を除く上面にだ
け第1の絶縁膜を有する下部配線層を用いて従来の3層
々間絶縁膜で覆うようにした構造により、0.25μm
程度の微細な配線スペースの絶縁物が埋め込まれた多層
配線構造体を得ることができた。
As is apparent from the above-described embodiments, according to the multi-layer wiring structure of the present invention, the lower wiring layer having the first insulating film only on the upper surface excluding the side surface is used to form the conventional three-layer wiring structure. 0.25 μm due to the structure covered with an insulating film
It was possible to obtain a multi-layer wiring structure in which an insulating material having a fine wiring space was buried.

【0041】また、本発明に係る多層配線構造体の製造
方法によれば、従来の3層々間絶縁膜を形成する前に、
予め下部配線層の上面にだけ第1の絶縁膜を形成するこ
とにより、最小加工寸法0.25μm程度の微細な多層
配線に適用可能な層間絶縁膜の平坦化を有機SOGのエ
ッチバック法を用い製造できるので、高い信頼性を維持
したULSI製品を低コストで実現することができる。
In addition, according to the method of manufacturing a multilayer wiring structure of the present invention, before the conventional three-layer insulating film is formed,
By forming the first insulating film only on the upper surface of the lower wiring layer in advance, the flattening of the interlayer insulating film applicable to the fine multilayer wiring with the minimum processing dimension of about 0.25 μm is performed by using the organic SOG etch back method. Since it can be manufactured, a ULSI product maintaining high reliability can be realized at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る多層配線構造体の製造方法の一実
施例を示す平坦化プロセスフロー図である。
FIG. 1 is a flow chart of a planarization process showing an embodiment of a method for manufacturing a multilayer wiring structure according to the present invention.

【図2】図1に示した工程の内の主要な工程の要部断面
構造を順に示した図である。
FIG. 2 is a diagram sequentially showing a cross-sectional structure of a main part of a main process of the processes shown in FIG.

【図3】図2の後に続く主要な工程の要部断面構造を順
に示した図である。
FIG. 3 is a diagram sequentially showing a cross-sectional structure of a main part of a main step following FIG.

【図4】本発明に係る多層配線構造体の製造方法の別の
実施例を示し、主要な工程の断面構造を順に示した図で
ある。
FIG. 4 is a view showing another embodiment of the method for manufacturing a multilayer wiring structure according to the present invention and sequentially showing cross-sectional structures of main steps.

【図5】従来の多層配線構造体の製造方法における平坦
化プロセスを示す要部断面構造図である。
FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram of an essential part showing a planarization process in a conventional method for manufacturing a multilayer wiring structure.

【図6】有機SOG及びP−TEOSのエッチング速度
とエッチングガス組成比との関係を説明する特性線図で
ある。
FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating a relationship between an etching rate of organic SOG and P-TEOS and an etching gas composition ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

201…基板、202…金属配線層(下部配線層)、2
03…絶縁膜(P−TEOS)、204…ホトレジス
ト、205…DFP−TEOS(2周波励起平行平板型
CVD装置によるP−TEOS)、206…有機SO
G、207…絶縁膜(P−TEOS)、208…金属配
線層(上部配線層)、301…BPSGを形成した基
板、302…金属配線、303…絶縁膜(P−TEO
S)、304…DFP−TEOS、305…有機SO
G、306…絶縁膜(P−TEOS)、307…金属配
線層(上部配線層)、401…BPSGを形成した基
板、402…金属配線、403…絶縁膜(P−TEO
S)、404…有機SOG。
201 ... Substrate, 202 ... Metal wiring layer (lower wiring layer), 2
03 ... Insulating film (P-TEOS), 204 ... Photoresist, 205 ... DFP-TEOS (P-TEOS by dual frequency excitation parallel plate type CVD device), 206 ... Organic SO
G, 207 ... Insulating film (P-TEOS), 208 ... Metal wiring layer (upper wiring layer), 301 ... BPSG-formed substrate, 302 ... Metal wiring, 303 ... Insulating film (P-TEO)
S), 304 ... DFP-TEOS, 305 ... Organic SO
G, 306 ... Insulating film (P-TEOS), 307 ... Metal wiring layer (upper wiring layer), 401 ... BPSG formed substrate, 402 ... Metal wiring, 403 ... Insulating film (P-TEO)
S), 404 ... Organic SOG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 聖隆 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 児島 雅之 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 小林 伸好 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 堀田 勝彦 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立マイコンシステム内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Seitaka Kato 5-20-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside the Semiconductor Business Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor, Masayuki Kojima 5-20-1 Incorporated company Hitachi, Ltd. Semiconductor Division (72) Inventor Nobuyoshi Kobayashi 5-20-1 Kamisuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi Ltd. Semiconductor Division (72) Inventor Katsuhiko Hotta 5-22-1, Kamisuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hitachi Microcomputer System Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下部配線の上面に接触して配置された第1
の絶縁膜と、 第1の絶縁膜及び下部配線を覆うように配置された第2
の絶縁膜と、 第2の絶縁膜表面の標高の低い部分に少なくとも配置さ
れた塗布ガラス膜と、 標高の低い部分に配置された塗布ガラス膜上および標高
の高い部分の露出した塗布ガラス膜と絶縁膜上を覆うよ
うに配置された第3の絶縁膜と、 からなる多層構造の絶縁膜を下部配線と上部配線間の層
間絶縁膜として備えたことを特徴とする多層配線構造
体。
1. A first device arranged in contact with an upper surface of a lower wiring.
Insulating film and a second insulating film that is arranged to cover the first insulating film and the lower wiring.
Insulating film, the coated glass film which is arranged at least in the low altitude portion of the surface of the second insulating film, and the coated glass film which is exposed on the coated glass film and the high altitude portion which are arranged in the low altitude portion. A third wiring film arranged so as to cover the insulation film, and a multi-layered insulation film including the third insulation film as an interlayer insulation film between the lower wiring and the upper wiring.
【請求項2】前記第1〜第3の絶縁膜が、プラズマ化学
気相堆積法で形成されたシリコン酸化膜である請求項1
記載の多層配線構造体。
2. The first to third insulating films are silicon oxide films formed by a plasma chemical vapor deposition method.
The multilayer wiring structure described.
【請求項3】前記塗布ガラス膜が有機SOG膜である請
求項1記載の多層配線構造体。
3. The multilayer wiring structure according to claim 1, wherein the coated glass film is an organic SOG film.
【請求項4】前記第1〜第3の絶縁膜がフッ素を含有す
る低誘電率のシリコン酸化膜である請求項2記載の多層
配線構造体。
4. The multilayer wiring structure according to claim 2, wherein the first to third insulating films are low dielectric constant silicon oxide films containing fluorine.
【請求項5】下部配線層を堆積する工程と、下部配線層
上に第1の絶縁膜を堆積する工程と、第1の絶縁膜上に
ホトレジストパターンを形成する工程と、上面に第1の
絶縁膜が堆積した下部配線を形成する工程と、第2の絶
縁膜を堆積する工程と、塗布ガラス膜を形成する工程
と、塗布ガラス膜の一部を除去する工程と、第3の絶縁
膜を堆積する工程と、上部配線層を堆積する工程とを含
むことを特徴とする多層配線構造体の製造方法。
5. A step of depositing a lower wiring layer, a step of depositing a first insulating film on the lower wiring layer, a step of forming a photoresist pattern on the first insulating film, and a first step on the upper surface. A step of forming a lower wiring having an insulating film deposited thereon, a step of depositing a second insulating film, a step of forming a coated glass film, a step of removing a part of the coated glass film, and a third insulating film And a step of depositing an upper wiring layer, the method for manufacturing a multilayer wiring structure.
【請求項6】前記下部配線を形成する工程は、前記ホト
レジストパターンをマスクにして第1の絶縁膜と下部配
線層とをエッチングする工程である請求項5記載の多層
配線構造体。
6. The multilayer wiring structure according to claim 5, wherein the step of forming the lower wiring is a step of etching the first insulating film and the lower wiring layer using the photoresist pattern as a mask.
【請求項7】前記下部配線を形成する工程は、前記ホト
レジストパターンをマスクにして第1の絶縁膜をエッチ
ングした後、ホトレジストを除去し、第1の絶縁膜をマ
スクに下部配線層をエッチングする工程である請求項5
記載の多層配線構造体。
7. In the step of forming the lower wiring, the first insulating film is etched by using the photoresist pattern as a mask, the photoresist is removed, and the lower wiring layer is etched by using the first insulating film as a mask. It is a step 5.
The multilayer wiring structure described.
【請求項8】前記第1〜第3の絶縁膜が、プラズマ化学
気相堆積法で形成されたシリコン酸化膜である請求項5
記載の多層配線構造体の製造方法。
8. The first to third insulating films are silicon oxide films formed by a plasma chemical vapor deposition method.
A method for manufacturing the multilayer wiring structure described.
【請求項9】前記塗布ガラス膜が有機SOG膜である請
求項5記載の多層配線構造体の製造方法。
9. The method for manufacturing a multilayer wiring structure according to claim 5, wherein the coated glass film is an organic SOG film.
【請求項10】前記第1〜第3の絶縁膜がフッ素を含有
する低誘電率のシリコン酸化膜である請求項8記載の多
層配線構造体の製造方法。
10. The method of manufacturing a multilayer wiring structure according to claim 8, wherein the first to third insulating films are low dielectric constant silicon oxide films containing fluorine.
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US6271119B1 (en) 1998-03-11 2001-08-07 Nec Corporation Method for making semiconductor device
KR100346294B1 (en) * 1998-03-11 2002-07-26 닛뽕덴끼 가부시끼가이샤 Method for making semiconductor device

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